JP5651462B2 - Method of recovering valuable material from lithium ion secondary battery and recovered material containing valuable material - Google Patents

Method of recovering valuable material from lithium ion secondary battery and recovered material containing valuable material Download PDF

Info

Publication number
JP5651462B2
JP5651462B2 JP2010291012A JP2010291012A JP5651462B2 JP 5651462 B2 JP5651462 B2 JP 5651462B2 JP 2010291012 A JP2010291012 A JP 2010291012A JP 2010291012 A JP2010291012 A JP 2010291012A JP 5651462 B2 JP5651462 B2 JP 5651462B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion secondary
lithium ion
secondary battery
valuable
battery case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010291012A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012138301A (en
Inventor
藤田 浩示
浩示 藤田
智 川上
智 川上
善弘 本間
善弘 本間
亮栄 渡邊
亮栄 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Eco Systems Co Ltd
Original Assignee
Dowa Eco Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dowa Eco Systems Co Ltd filed Critical Dowa Eco Systems Co Ltd
Priority to JP2010291012A priority Critical patent/JP5651462B2/en
Priority to EP11854212.5A priority patent/EP2650961A1/en
Priority to CN201180062915XA priority patent/CN103270644A/en
Priority to PCT/JP2011/078153 priority patent/WO2012090654A1/en
Priority to SG2013049135A priority patent/SG191357A1/en
Publication of JP2012138301A publication Critical patent/JP2012138301A/en
Priority to US13/927,428 priority patent/US9359659B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5651462B2 publication Critical patent/JP5651462B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/07Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/005Preliminary treatment of ores, e.g. by roasting or by the Krupp-Renn process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0407Leaching processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006Wet processes
    • C22B7/007Wet processes by acid leaching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Description

本発明は、製造過程で発生した不良品のリチウムイオン二次電池、並びに使用機器及び電池の寿命に伴い廃棄されるリチウムイオン二次電池等からコバルトなどの有価物を回収可能な、リチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法、及び該回収方法により得られる有価物を含有する回収物に関する。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery capable of recovering valuable materials such as cobalt from defective lithium ion secondary batteries generated during the manufacturing process, lithium ion secondary batteries that are discarded with the use of equipment and battery life, and the like. The present invention relates to a method for recovering valuable materials from secondary batteries, and a recovered material containing valuable materials obtained by the recovery method.

リチウムイオン二次電池は、従来の鉛蓄電池、ニッカド二次電池などに比較して軽量、高容量、高起電力の二次電池であり、パソコン、電気自動車、携帯機器などの二次電池として使用されている。リチウムイオン二次電池の正極には、コバルトやニッケルなどの有価物が、コバルト酸リチウム(LiCoO)、三元系正極材(LiNiCoMn2(x+y+z))などとして使用されている。 Lithium-ion secondary batteries are lighter, higher-capacity, and higher-electromotive force secondary batteries than conventional lead-acid batteries and nickel-cadmium secondary batteries, and are used as secondary batteries for personal computers, electric vehicles, portable devices, etc. Has been. Valuables such as cobalt and nickel are used for the positive electrode of the lithium ion secondary battery as lithium cobaltate (LiCoO 2 ), a ternary positive electrode material (LiNi x Co y Mn z O 2 (x + y + z) ), and the like. Yes.

リチウムイオン二次電池は、今後も使用の拡大が予想されていることから、製造過程で発生した不良品や使用機器及び電池の寿命などに伴い廃棄されるリチウムイオン二次電池からコバルトなどの有価物を回収することが、資源リサイクルの観点から望まれている。
リチウムイオン二次電池から前記有価物を回収する際には、使用されている種々の金属を分離して回収することが、回収物の価値を高める点から重要である。特に、鉄などと、前記有価物を分離して回収することは、有価物を含有する回収物の価値を高める点で非常に重要である。
Lithium ion secondary batteries are expected to continue to be used in the future, so defective products generated during the manufacturing process, used equipment, and valuable resources such as cobalt from lithium ion secondary batteries that are discarded along with battery life. It is desired from the viewpoint of resource recycling to collect the goods.
When recovering the valuable material from the lithium ion secondary battery, it is important to separate and recover various metals used from the viewpoint of increasing the value of the recovered material. In particular, it is very important to separate and recover the valuable material from iron or the like in terms of increasing the value of the recovered material containing the valuable material.

有価物の回収方法としては、使用済みリチウム二次電池を350℃以上の温度で一次焙焼し、次にせん断系の破砕機により破砕した後、破砕物を篩分けし、更に篩下を二次焙焼し、酸で処理し、この処理液に酸化性ガスを吹き込みながらpHを4〜5.5に調整して濾過した後、濾液にアルカリを添加し、更に濾過して沈殿物を回収する方法が提案されている(特許文献1参照)。
また、使用済みリチウム二次電池を350℃以上の温度で焙焼し、次にせん断系の破砕機により破砕した後、破砕物を篩分けし、篩下を磁力選別するコバルトの回収方法が提案されている(特許文献2参照)。
しかし、これらの提案の技術では、破砕工程において、次工程である篩選別工程の際にコバルトなどの有価物と電池ケース(筐体)に用いられる鉄などの他の金属とが充分に分離可能な状態にまで破砕されていないため、篩選別後の篩上にもコバルトなどの有価物が残存してしまう。その結果、篩下に得られる回収物における有価物の回収率が低くなるという問題がある。なお、篩上には鉄などが含まれるため、篩上から有価物を回収することは、更に多くの工程が必要となり、経済的ではない。また、せん断系の破砕機を使用した場合、粒子の小さい鉄が発生し篩下の回収物に混入する。鉄、コバルトともに磁着することから、篩選別後にコバルトを磁力選別する際に、鉄も同時に回収してしまい、回収物に鉄が不純物として混入するという問題がある。
また、乾式にて破砕や篩選別を行った際に負極のカーボンを主とする粉塵が発生し、爆発する危険性があるという問題がある。
As a method for recovering valuable materials, primary lithium secondary batteries are first roasted at a temperature of 350 ° C. or higher, then crushed by a shearing type crusher, and then crushed material is sieved. Subsequent roasting, treatment with acid, pH is adjusted to 4 to 5.5 while blowing an oxidizing gas into the treatment liquid, filtration is performed, alkali is added to the filtrate, and filtration is performed to collect a precipitate. Has been proposed (see Patent Document 1).
Also proposed is a cobalt recovery method in which used lithium secondary batteries are roasted at a temperature of 350 ° C or higher, then crushed by a shearing crusher, the crushed material is sieved, and the screen is magnetically sorted. (See Patent Document 2).
However, with these proposed technologies, in the crushing process, valuable materials such as cobalt can be sufficiently separated from other metals such as iron used in the battery case (housing) in the subsequent screening process. Since it has not been crushed to a certain state, valuable materials such as cobalt remain on the sieve after the sieve selection. As a result, there is a problem that the recovery rate of valuable materials in the recovered material obtained under the sieve is lowered. In addition, since iron etc. are contained on the sieve, it is not economical to collect valuable materials from the sieve because more processes are required. In addition, when a shearing type crusher is used, iron with small particles is generated and mixed into the recovered material under the sieve. Since both iron and cobalt are magnetized, there is a problem that when cobalt is magnetically sorted after sieve sorting, iron is also collected at the same time, and iron is mixed as an impurity in the collected material.
In addition, there is a problem in that there is a risk of explosion due to generation of dust mainly composed of carbon of the negative electrode when crushing or sieving with a dry method.

また、焙焼をせず、リチウムイオン二次電池を解体した後に、アルコールを用いて、ボールミルで分離を行うことが提案されている(特許文献3参照)。しかし、この提案の技術では、数回の分離工程が必要であるという問題や、電池ケース(筐体)の金属としての鉄が粉砕され、電極に含有される有価物と混合し、回収物に鉄が不純物として多く混入してしまうという問題がある。   In addition, it has been proposed to perform separation with a ball mill using alcohol after disassembling a lithium ion secondary battery without roasting (see Patent Document 3). However, with this proposed technology, the problem that several separation steps are required, and iron as the metal of the battery case (housing) is crushed and mixed with valuable materials contained in the electrode, and the recovered material is collected. There is a problem that iron is often mixed as an impurity.

したがって、リチウムイオン二次電池からコバルトなどの有価物を高い回収率で回収でき、かつ有価物を含有する回収物への鉄などの不純物の混入量が少なく、更に工程が簡単な有価物の回収方法、及び該回収方法により得られる有価物を含有する回収物が求められているのが現状である。   Therefore, valuable materials such as cobalt can be recovered from lithium-ion secondary batteries at a high recovery rate, and the amount of impurities such as iron contained in the recovered materials containing the valuable materials is small, and the recovery of valuable materials is simpler. Currently, there is a need for a method and a recovered material containing valuable materials obtained by the recovery method.

特開平7−207349号公報JP-A-7-207349 特開平7−245126号公報JP 7-245126 A 特開2007−122885号公報JP 2007-122885 A

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、リチウムイオン二次電池からコバルトなどの有価物を高い回収率で回収でき、かつ有価物を含有する回収物への鉄などの不純物の混入量が少なく、更に工程が簡単な有価物の回収方法、及び該回収方法により得られる有価物を含有する回収物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention can recover valuable materials such as cobalt from a lithium ion secondary battery at a high recovery rate, and the amount of impurities such as iron contained in the recovered material containing valuable materials is small, and the process is simple. It is an object of the present invention to provide a method for recovering a valuable material and a recovered material containing the valuable material obtained by the recovery method.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 金属製の電池ケース内に有価物を含むリチウムイオン二次電池を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程と、
前記焙焼物を液体とともに撹拌して前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物を分離する分離工程と、
前記分離工程により分離された前記内容物と前記金属製の電池ケースとを選別し、前記有価物を含有する回収物を得る選別工程とを含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法である。
<2> 有価物がコバルトである前記<1>に記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法である。
<3> 分離工程が、ボールミル、ロッドミル、メディアを用いないミル、及び回転式洗濯機のいずれかで行われる前記<1>から<2>のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法である。
<4> 分離工程における液体の使用量が、焙焼物1kgに対して0.5kg〜100kgである前記<1>から<3>のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法である。
<5> 選別工程が、篩分けにより行われる前記<1>から<4>のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法である。
<6> 篩分けで得られる篩下の回収物の粒度が、1mm以下である前記<5>に記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法である。
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法により得られることを特徴とする有価物を含有する回収物である。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A roasting step of roasting a lithium ion secondary battery containing a valuable material in a metal battery case to obtain a roasted product,
A separation step of stirring the roasted product together with a liquid to separate the content containing the valuable material from the inside of the metal battery case;
Screening the contents separated from the separation step and the metal battery case to obtain a recovered material containing the valuable material, and including a valuable step from the lithium ion secondary battery. This is a method for collecting goods.
<2> The method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to <1>, wherein the valuable material is cobalt.
<3> The valuable from the lithium ion secondary battery according to any one of <1> to <2>, wherein the separation step is performed in any of a ball mill, a rod mill, a media-free mill, and a rotary washing machine. This is a method for collecting goods.
<4> Recovery of valuable materials from the lithium ion secondary battery according to any one of <1> to <3>, wherein the amount of liquid used in the separation step is 0.5 kg to 100 kg with respect to 1 kg of the roasted product. Is the method.
<5> The method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to any one of <1> to <4>, wherein the sorting step is performed by sieving.
<6> The method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to <5>, wherein the particle size of the recovered material obtained by sieving is 1 mm or less.
<7> A recovered material containing a valuable material obtained by the method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to any one of <1> to <6>.

本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、リチウムイオン二次電池からコバルトなどの有価物を高い回収率で回収でき、かつ有価物を含有する回収物への鉄などの不純物の混入量が少なく、更に工程が簡単な有価物の回収方法、及び該回収方法により得られる有価物を含有する回収物を提供することができる。   According to the present invention, the conventional problems can be solved, valuable materials such as cobalt can be recovered from the lithium ion secondary battery at a high recovery rate, and impurities such as iron to the recovered material containing the valuable materials can be recovered. Therefore, it is possible to provide a method for recovering valuable materials with a small amount of contamination and a simple process, and a recovered material containing valuable materials obtained by the recovery method.

図1は、実施例1における分離工程後の金属製の電池ケースの写真である。1 is a photograph of a metal battery case after the separation step in Example 1. FIG. 図2は、比較例1における破砕後の焙焼物の写真である。FIG. 2 is a photograph of the baked product after crushing in Comparative Example 1. 図3は、比較例2における分離工程後の金属製の電池ケース、及び内容物の混合物の写真である。FIG. 3 is a photograph of a metal battery case after the separation step in Comparative Example 2 and a mixture of contents.

(リチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法、及び有価物を含有する回収物)
本発明のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法は、焙焼工程と、分離工程と、選別工程とをこの順で少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
本発明の有価物を含有する回収物は、本発明の前記リチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法により得られる。
(Recovery method of valuable materials from lithium ion secondary batteries and recovered materials containing valuable materials)
The method for recovering valuable materials from the lithium ion secondary battery of the present invention includes at least a roasting step, a separation step, and a sorting step in this order, and further includes other steps as necessary.
The recovered material containing the valuable material of the present invention is obtained by the method for recovering the valuable material from the lithium ion secondary battery of the present invention.

<焙焼工程>
前記焙焼工程としては、リチウムイオン二次電池を焙焼して焙焼物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<Roasting process>
The roasting step is not particularly limited as long as it is a step of roasting a lithium ion secondary battery to obtain a roasted product, and can be appropriately selected according to the purpose.

−リチウムイオン二次電池−
前記リチウムイオン二次電池としては、金属製の電池ケースと、該金属製の電池ケース内に有価物とを含むリチウムイオン二次電池であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リチウムイオン二次電池の製造過程で発生した不良品のリチウムイオン二次電池、使用機器の不良、使用機器の寿命等により廃棄されるリチウムイオン二次電池、寿命により廃棄される使用済みのリチウムイオン二次電池などが挙げられる。
-Lithium ion secondary battery-
The lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it is a lithium ion secondary battery including a metal battery case and a valuable material in the metal battery case, and is appropriately selected according to the purpose. For example, a defective lithium ion secondary battery generated in the manufacturing process of a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery that is discarded due to a failure of the device used, a life of the device used, etc. And used lithium ion secondary batteries.

前記リチウムイオン二次電池としては、例えば、正極と、負極と、セパレーターと、電解質及び有機溶剤を含有する電解液と、前記正極、前記負極、前記セパレーター及び前記電解液を収容する金属製の電池ケースとを備えたリチウムイオン二次電池が挙げられる。   Examples of the lithium ion secondary battery include a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolytic solution containing an electrolyte and an organic solvent, and a metal battery containing the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolytic solution. And a lithium ion secondary battery including a case.

前記金属製の電池ケースとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、鉄製の電池ケースが挙げられる。前記鉄製の電池ケースは、鉄以外の金属、例えばニッケルなど、が含有されていてもよいし、合金であってもよい。   There is no restriction | limiting in particular as said metal battery case, According to the objective, it can select suitably, For example, an iron battery case is mentioned. The iron battery case may contain a metal other than iron, such as nickel, or may be an alloy.

前記正極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム箔からなる集電体と、前記集電体上に付与された正極材とを備えた正極が挙げられる。
前記正極材としては、有価物を含むものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有価物を含有する複合酸化物を少なくとも含み、必要により導電剤と、結着樹脂とを含む正極材が挙げられる。
前記有価物としては、例えば、コバルト、ニッケルなどが挙げられる。
前記複合酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、コバルトニッケル酸リチウム(LiCo1/2Ni1/2)、LiNiCoMn2(x+y+z)などが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as said positive electrode, According to the objective, it can select suitably, For example, the positive electrode provided with the electrical power collector which consists of aluminum foil, and the positive electrode material provided on the said electrical power collector is mentioned. It is done.
The positive electrode material is not particularly limited as long as it contains valuable materials, and can be appropriately selected according to the purpose.For example, the positive electrode material includes at least a composite oxide containing valuable materials, and if necessary, a conductive agent and And a positive electrode material containing a binder resin.
Examples of the valuable materials include cobalt and nickel.
Examples of the composite oxide include lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium cobalt nickelate (LiCo 1/2 Ni 1/2 O 2 ), and LiNi x Co y Mn z O 2 (x + y + z) .

前記リチウムイオン二次電池の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円筒形、ボタン形、コイン形、角形、平形などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said lithium ion secondary battery, According to the objective, it can select suitably, For example, a cylindrical shape, a button shape, a coin shape, a square shape, a flat shape etc. are mentioned.

−焙焼−
前記焙焼を行うことにより、前記有価物を含有する前記正極材が付着した前記集電体(例えば、アルミニウム箔)が溶融するなどして前記正極材と分離しやすくなる。また、前記リチウムイオン二次電池内部の内容物中の有機物、例えば、電解質などが燃焼することにより、前記リチウムイオン二次電池内部の圧力(内圧)が高くなり、前記金属製の電池ケースの安全弁がはずれ、前記分離工程において前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物が分離されやすくなる。そのため、次工程である前記分離工程の際の撹拌により、容易に前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物を分離できる。また、前記正極材は前記集電体から分離した後は容易に細かくできることから、有価物を含有する前記正極材と、前記集電体や前記電池ケースなどの鉄とが篩などにより高度に選別できるようになる。
-Roasting-
By performing the roasting, the current collector (for example, aluminum foil) to which the positive electrode material containing the valuable material is attached is easily melted and separated from the positive electrode material. Further, the organic matter in the contents inside the lithium ion secondary battery, such as an electrolyte, burns, so that the pressure (internal pressure) inside the lithium ion secondary battery increases, and the safety valve of the metal battery case As a result, the contents containing the valuables are easily separated from the metal battery case in the separation step. Therefore, the content containing the valuables can be easily separated from the inside of the metallic battery case by stirring in the separation step which is the next step. Further, since the positive electrode material can be easily made fine after being separated from the current collector, the positive electrode material containing valuable materials and iron such as the current collector and the battery case are highly sorted by a sieve or the like. become able to.

前記焙焼の焙焼温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、400℃以上が好ましく、650℃〜800℃がより好ましい。前記焙焼温度が、400℃未満であると、前記集電体の溶融が起こりにくく、その結果、前記有価物の回収率が低下することがある。前記焙焼温度が、800℃を超えると、電池ケース構成材料まで溶融することで所望の有価物の回収ができないことがある。
ここで、焙焼温度とは、焙焼時のリチウムイオン二次電池の温度をいう。前記焙焼温度は、焙焼中のリチウムイオン二次電池に、カップル、サーミスタなどの温度計を差し込むことにより測定することができる。
There is no restriction | limiting in particular as a roasting temperature of the said roasting, Although it can select suitably according to the objective, 400 degreeC or more is preferable and 650 to 800 degreeC is more preferable. When the roasting temperature is less than 400 ° C., the current collector hardly melts, and as a result, the recovery rate of the valuables may be lowered. When the roasting temperature exceeds 800 ° C., it may be impossible to recover a desired valuable material by melting the battery case constituent material.
Here, the roasting temperature refers to the temperature of the lithium ion secondary battery during roasting. The roasting temperature can be measured by inserting a thermometer such as a couple or thermistor into the lithium ion secondary battery being roasted.

前記焙焼の焙焼時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1分間〜5時間が好ましく、1分間〜2時間がより好ましく、1分間〜1時間が特に好ましい。前記焙焼時間は前記集電体と前記正極材が所望の温度まで到達する焙焼時間であればよく、保持時間はその時間よりも短くてもよい。前記焙焼時間が、前記特に好ましい範囲内であると、焙焼にかかるコストの点で有利である。   The roasting time for the roasting is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 minute to 5 hours, more preferably 1 minute to 2 hours, and 1 minute to 1 hour. Particularly preferred. The roasting time may be any roasting time for the current collector and the positive electrode material to reach a desired temperature, and the holding time may be shorter than that time. When the roasting time is within the particularly preferable range, it is advantageous in terms of cost for roasting.

前記焙焼の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、焙焼炉を用いて行うことが挙げられる。前記焙焼炉としては、例えば、ロータリーキルン、流動床炉、トンネル炉、マッフル炉等のバッチ式炉、キュウポラ、ストーカー炉などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as said roasting method, According to the objective, it can select suitably, For example, performing using a roasting furnace is mentioned. Examples of the roasting furnace include a batch kiln such as a rotary kiln, a fluidized bed furnace, a tunnel furnace, and a muffle furnace, a cupola, and a stalker furnace.

前記焙焼の雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、大気雰囲気、酸化雰囲気、不活性雰囲気、還元性雰囲気などが挙げられる。なお、焙焼中は、通気させておくことが好ましい。
ここで、前記大気雰囲気(空気雰囲気)とは、酸素が21%、窒素78%の大気(空気)を用いた雰囲気を意味する。
前記酸化雰囲気とは、前記不活性雰囲気中に酸素を1質量%〜21質量%含む雰囲気を意味し、酸素を1質量%〜5質量%含む雰囲気が好ましい。
前記不活性雰囲気とは、窒素、アルゴンなどの不活性ガスからなる雰囲気を意味する。
前記還元性雰囲気としては、例えば、前記不活性雰囲気中にCO、H、HS、SOなどを含む雰囲気が挙げられる。
これらの中でも、大気雰囲気(空気雰囲気)が、炉内雰囲気のコントロールが容易である点から好ましい。
The roasting atmosphere is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include an air atmosphere, an oxidizing atmosphere, an inert atmosphere, and a reducing atmosphere. In addition, it is preferable to aerate during roasting.
Here, the air atmosphere (air atmosphere) means an atmosphere using air (air) in which oxygen is 21% and nitrogen is 78%.
The oxidizing atmosphere means an atmosphere containing 1% by mass to 21% by mass of oxygen in the inert atmosphere, and an atmosphere containing 1% by mass to 5% by mass of oxygen is preferable.
The inert atmosphere means an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen or argon.
Examples of the reducing atmosphere include an atmosphere containing CO, H 2 , H 2 S, SO 2 and the like in the inert atmosphere.
Among these, an air atmosphere (air atmosphere) is preferable in terms of easy control of the furnace atmosphere.

<分離工程>
前記分離工程としては、前記焙焼物を液体とともに撹拌して前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物を分離する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記焙焼工程により前記リチウムイオン二次電池の前記金属製のケース内部の内容物のほとんどは細かく、かつ脆く崩れやすくなっていることから、前記分離工程において、前記焙焼物を液体とともに撹拌することで、前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物を容易に分離することができる。
前記分離工程により、例えば、前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物が抜き出される。
<Separation process>
The separation step is not particularly limited as long as it is a step of stirring the roasted product together with a liquid to separate the content containing the valuable material from the inside of the metal battery case, and is appropriately selected depending on the purpose. can do.
Since most of the contents inside the metal case of the lithium ion secondary battery are fine and brittle due to the roasting step, the roasted product is stirred with a liquid in the separation step. Thus, the contents containing the valuables can be easily separated from the metal battery case.
By the separation step, for example, the content containing the valuable material is extracted from the inside of the metal battery case.

−撹拌−
前記撹拌としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ここで、前記撹拌は、前記金属製の電池ケースを破砕、又は粉砕しないように行う。前記金属製の電池ケースが破砕、又は粉砕されると、電池ケースの材料である鉄などの金属と前記有価物との分離回収が困難になるためである。なお、前記撹拌において、前記金属製の電池ケースが、多少凹むことはなんら問題ない。
また、前記焙焼工程において、前記金属製の電池ケースの安全弁がはずれていなくとも、前記撹拌の際の衝撃により、前記安全弁を外すことができる。
-Agitation-
There is no restriction | limiting in particular as said stirring, According to the objective, it can select suitably.
Here, the agitation is performed so as not to crush or crush the metal battery case. This is because if the metal battery case is crushed or pulverized, it becomes difficult to separate and collect the metal such as iron as the battery case material and the valuables. In the agitation, there is no problem that the metal battery case is slightly recessed.
Further, in the roasting step, even if the safety valve of the metal battery case is not detached, the safety valve can be removed by the impact during the stirring.

前記撹拌の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ボールミル、ロッドミル、メディアを用いないミル、及び回転式洗濯機のいずれかで行うことが好ましい。
ここで、ミルで撹拌を行う際には、メディアを用いると、前記金属製の電池ケースが破砕、又は粉砕されたり、前記金属製の電池ケースが板状に変形したりするため、通常、メディアを用いない。メディアを用いる場合には、前記金属製の電池ケースが破砕、又は粉砕されない程度、板状に変形しない程度の条件で行うことが好ましい。
The stirring method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, the stirring method is preferably any of a ball mill, a rod mill, a media-free mill, and a rotary washing machine.
Here, when stirring with a mill, if a medium is used, the metal battery case is crushed or crushed, or the metal battery case is deformed into a plate shape. Is not used. In the case of using a medium, it is preferable to carry out the conditions under such a condition that the metal battery case is not crushed or crushed and is not deformed into a plate shape.

前記液体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、有機溶剤などが挙げられる。
前記水としては、酸性水、中性水、アルカリ性水などが挙げられる。
前記有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、グリコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤などが挙げられる。前記アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、2−ブタノール、tert−ブタノールなどが挙げられる。前記グリコール系溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられる。前記グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールプロピルエーテル、トリエチレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルエーテル、トリプロピレングリコールプロピルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテルなどが挙げられる。
There is no restriction | limiting in particular as said liquid, According to the objective, it can select suitably, For example, water, an organic solvent, etc. are mentioned.
Examples of the water include acidic water, neutral water, and alkaline water.
Examples of the organic solvent include alcohol solvents, glycol solvents, glycol ether solvents, and the like. Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, 2-butanol, tert-butanol, and the like. Examples of the glycol solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol. Examples of the glycol ether solvent include ethylene glycol methyl ether, propylene glycol methyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol propyl ether, diethylene glycol butyl ether, dipropylene glycol methyl ether, dipropylene glycol ethyl ether, and dipropylene glycol. Propyl ether, Dipropylene glycol butyl ether, Triethylene glycol methyl ether, Triethylene glycol ethyl ether, Triethylene glycol propyl ether, Triethylene glycol butyl ether, Tripropylene glycol methyl ether, Tripropylene glycol ethyl ether, Tripropylene group Call propyl ether, tripropylene glycol butyl ether.

前記液体の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、焙焼物1kgに対して、0.5kg〜100kgが好ましく、1kg〜5kgがより好ましい。前記使用量が、0.5kg未満であると、水などの前記液体が十分に行き届かないために、前記金属製の電池ケース内部と前記有価物を含有する内容物との分離がうまく行われないことがあり、100kgを超えると、固液分離の後に、液体の処分が困難になることがある。   There is no restriction | limiting in particular as the usage-amount of the said liquid, Although it can select suitably according to the objective, 0.5 kg-100 kg are preferable with respect to 1 kg of roasted products, and 1 kg-5 kg are more preferable. When the amount used is less than 0.5 kg, the liquid such as water is not sufficiently distributed, so that the metal battery case is well separated from the contents containing the valuables. If it exceeds 100 kg, disposal of the liquid may become difficult after solid-liquid separation.

撹拌時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1分間〜5時間が好ましく、5分間〜3時間がより好ましく、10分間〜2時間が特に好ましい。前記撹拌時間が、1分間未満であると、分離が不十分となり前記有価物の回収率が低下することがあり、5時間を超えると、過粉砕により選別工程の際に分離が困難となることや、前記金属製の電池ケースが摩擦により削られ、回収物における不純物濃度が上昇することがある。   There is no restriction | limiting in particular as stirring time, Although it can select suitably according to the objective, 1 minute-5 hours are preferable, 5 minutes-3 hours are more preferable, and 10 minutes-2 hours are especially preferable. If the stirring time is less than 1 minute, separation may be insufficient and the recovery rate of the valuable material may be reduced. If the stirring time exceeds 5 hours, separation may be difficult during the sorting step due to over-pulverization. In addition, the metal battery case may be scraped by friction, and the concentration of impurities in the recovered material may increase.

前記分離工程を液体とともに行う、即ち湿式で行うことには、前記焙焼物に含まれる炭素による粉塵爆発を防ぐことができる利点がある。また、前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物を効率よく分離することができる利点がある。   Performing the separation step together with the liquid, that is, performing it in a wet manner has an advantage that dust explosion due to carbon contained in the roasted product can be prevented. Moreover, there is an advantage that the contents containing the valuables can be efficiently separated from the inside of the metal battery case.

ここで、図1に前記分離工程後の前記金属製の電池ケースの写真を示す。前記金属製の電池ケースは、安全弁が外れており、かつ多少の凹みはあるものの、破砕、及び粉砕はされていない。また、前記分離工程により、前記金属製の電池ケース内部の内容物は、分離されている。   Here, FIG. 1 shows a photograph of the metal battery case after the separation step. The metal battery case is not crushed and crushed although the safety valve is removed and there are some dents. Moreover, the contents inside the metal battery case are separated by the separation step.

<選別工程>
前記選別工程としては、前記分離工程により分離された前記内容物と前記金属製の電池ケースとを選別し、前記有価物を含有する回収物を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、篩分けにより行うことが装置が簡易でありかつ操作が簡便である点で好ましい。
<Selection process>
The sorting step is not particularly limited as long as it is a step of sorting the contents separated in the separation step and the metal battery case and obtaining a recovered material containing the valuable material. It can be selected as appropriate, but it is preferable to carry out by sieving because the apparatus is simple and the operation is simple.

−篩分け−
前記篩分けとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、振動篩、多段式振動篩、サイクロン、JIS Z8801の標準篩などを用いて行うことができる。
篩の篩目の目開きとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.025mm〜2mmが好ましく、0.025mm〜1.5mmがより好ましく、0.075mm〜1mmが特に好ましい。前記篩目の目開きが、0.025mm未満であると、篩下における前記有価物の回収率が低下することがあり、2mmを超えると、鉄くずなどが篩下に混入し、更に選別する工程を要してしまうことがある。前記篩目の目開きが、前記特に好ましい範囲内であると、前記有価物の回収率が向上する点で有利である。
-Sieving-
There is no restriction | limiting in particular as said sieving, According to the objective, it can select suitably, For example, it can carry out using a vibration sieve, a multistage vibration sieve, a cyclone, the standard sieve of JISZ8801, etc.
There is no restriction | limiting in particular as opening of the mesh of a sieve, Although it can select suitably according to the objective, 0.025 mm-2 mm are preferable, 0.025 mm-1.5 mm are more preferable, 0.075 mm- 1 mm is particularly preferable. When the mesh opening is less than 0.025 mm, the recovery rate of the valuables under the sieve may be reduced. When the mesh size exceeds 2 mm, iron scraps and the like are mixed under the sieve and further sorted. A process may be required. When the mesh opening is within the particularly preferable range, it is advantageous in that the recovery rate of the valuable material is improved.

前記篩分けは、乾式であってもよいし、湿式であってもよい。これらの中でも、湿式であることが、前記分離工程で得られる前記内容物を前記液体と分離せず前記篩分けを行うことができるため工程が簡素化できる点、及び粉塵を防止できる点で好ましい。   The sieving may be dry or wet. Among these, being wet is preferable in that the contents obtained in the separation step can be sifted without being separated from the liquid, so that the process can be simplified and dust can be prevented. .

前記篩分け後の篩上には、主に鉄、アルミニウムなどが電池ケースやアルミニウム箔として含まれており、篩下には、主に前記正極材が含まれている。
前記篩分けは、通常、篩を揺り動かしながら、言い換えれば、篩に振動を付与しつつ行うため、例えば、電池ケース内部に有価物(例えばコバルト)が残存していたり、アルミニウム箔に有価物(例えばコバルト)が包み込まれていても、振動により、有価物(例えばコバルト)を電池ケースやアルミニウム箔から離すことができることから、前記粉砕工程により細かく粉砕された前記正極材は、高効率で篩下に選別される。
On the sieve after the sieving, iron, aluminum and the like are mainly contained as a battery case and an aluminum foil, and the positive electrode material is mainly contained under the sieve.
The sieving is usually performed while shaking the sieve, in other words, applying vibration to the sieve. For example, valuable material (for example, cobalt) remains inside the battery case, or valuable material (for example, cobalt) Even if (cobalt) is encased, valuable materials (for example, cobalt) can be separated from the battery case and aluminum foil by vibration, so that the positive electrode material finely pulverized by the pulverization step can be efficiently screened. Selected.

前記篩分けでは、篩下を更に篩分けしてもよい。
ここで、前記篩選別工程において、前記篩下を更に篩分けする場合には、1度目に篩分けした際の篩上を第1の篩上、篩下を第1の篩下と称し、前記第1の篩下を更に篩分けした際の篩上を第2の篩上、篩下を第2の篩下と称する。
前記第1の篩下を更に篩分けすることにより、前記負極の材料である炭素を前記第2の篩下に移動させ、前記第2の篩上に残る前記有価物を含有する前記回収物から前記炭素を選別できる。
前記第1の篩下を更に篩分けする場合には、前記篩選別工程において、多段式篩を用いることができる。また、前記第1の篩上、前記第2の篩上を再度篩分けすることもできる。
前記第1の篩下を更に篩分けする際の、篩の篩目の目開きとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.0075mm〜0.3mmが好ましく、0.025mm〜0.15mmがより好ましく、0.025mm〜0.075mmが特に好ましい。前記篩目の目開きが、0.0075mm未満であると、粒径が小さすぎるため選別が困難となることがあり、0.3mmを超えると、前記有価物の回収率が低下することがある。前記篩目の目開きが、前記特に好ましい範囲内であると、篩下を取り除いた際に損失する前記有価物の量を極力少なくすることができる点で有利である。
In the sieving, the sieving may be further sieved.
Here, in the sieving selection step, when further sieving the sieving, the sieving on the first sieving is referred to as the first sieving, and the sieving is referred to as the first sieving, The top of the sieve when the first sieve is further sieved is called the second sieve, and the sieve is called the second sieve.
By further sieving the first sieving material, the carbon that is the material of the negative electrode is moved under the second sieving material, and the recovered material containing the valuable material remaining on the second sieving material is used. The carbon can be sorted out.
In the case of further sieving the first sieve, a multistage sieve can be used in the sieve sorting step. In addition, the first sieve and the second sieve can be sieved again.
There is no restriction | limiting in particular as an opening of the sieve screen at the time of further sieving the said 1st sieve bottom, Although it can select suitably according to the objective, 0.0075 mm-0.3 mm are preferable. 0.025 mm to 0.15 mm is more preferable, and 0.025 mm to 0.075 mm is particularly preferable. If the mesh opening is less than 0.0075 mm, the particle size may be too small to make sorting difficult. If it exceeds 0.3 mm, the recovery rate of the valuable material may be reduced. . When the mesh opening is within the particularly preferred range, it is advantageous in that the amount of the valuable material lost when the sieve is removed can be reduced as much as possible.

前記篩分けで得られる前記篩下(前記第1の篩下)の回収物の粒度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1mm以下であることが、コバルトの回収率が高く、他の不純物量が少ない点から好ましい。前記粒度を1mmにする方法としては、例えば、目開き1mmの篩で篩分けすることが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a particle size of the collection thing of the said sieving obtained by the said sieving (the said 1st sieving), Although it can select suitably according to the objective, It is 1 mm or less, Is preferable from the viewpoint of a high recovery rate and a small amount of other impurities. Examples of the method for setting the particle size to 1 mm include sieving with a sieve having an opening of 1 mm.

前記リチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法は、前記選別工程の後に、二次焙焼工程や磁力選別工程を行う必要がなく、工程が簡単である上に、高い回収率でコバルトなどの有価物を回収することができる。   The method for recovering valuable materials from the lithium ion secondary battery does not require a secondary roasting step or a magnetic force sorting step after the sorting step, and the process is simple and cobalt and the like have a high recovery rate. It is possible to collect valuables.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
リチウムイオン二次電池として、使用済みのパソコン用リチウムイオン二次電池を用いた。
−焙焼工程−
マッフル炉(FJ−41、ヤマト科学株式会社製)にリチウムイオン二次電池を入れ、焙焼温度を800℃とし、昇温速度10℃/分で800℃まで昇温した。温度到達後、1時間焙焼し、焙焼物を得た。また、炉内雰囲気は空気雰囲気とした。
−分離工程−
前記焙焼工程により得られた焙焼物8kgと水30Lを、メディアを入れていないボールミル(容積220L)へ入れ、回転数50rpmで2.5時間撹拌し、前記リチウムイオン二次電池の金属製の電池ケースから該金属製の電池ケース内部に入っていた有価物を含有する内容物を抜き出した。
−選別工程−
前記分離工程により分離された水中の粗粒物と、水中の金属製の電池ケースを、篩目の目開きがそれぞれ、1.00mmの篩を用いて篩分けした。
Example 1
A used lithium ion secondary battery for a personal computer was used as the lithium ion secondary battery.
-Roasting process-
A lithium ion secondary battery was placed in a muffle furnace (FJ-41, manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.), the roasting temperature was set to 800 ° C., and the temperature was increased to 800 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min. After reaching the temperature, it was baked for 1 hour to obtain a baked product. The atmosphere in the furnace was an air atmosphere.
-Separation process-
8 kg of the roasted product and 30 L of water obtained by the roasting step are put into a ball mill (volume 220 L) without media, stirred for 2.5 hours at a rotation speed of 50 rpm, and made of metal of the lithium ion secondary battery. The contents containing valuables contained in the metal battery case were extracted from the battery case.
-Sorting process-
The coarse particles in water separated in the separation step and the metal battery case in water were sieved using a sieve having a mesh opening of 1.00 mm.

<評価>
篩分け後、篩上及び篩下を乾燥して水分を除去した。
乾燥後の篩上及び篩下それぞれの質量を測定し、電池に対する篩上の質量割合、及び篩下の質量割合を求めた。
また、乾燥後の篩上及び篩下(回収物)をそれぞれ王水に加熱溶解させ、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置(iCaP6300、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)により分析を行い、コバルトの回収率、不純物としての鉄の混入率、篩上の金属含有量、篩下の金属含有量を求めた。
結果を表1に示す。
<Evaluation>
After sieving, the upper and lower sieves were dried to remove moisture.
The mass on the sieve after drying and the mass under the sieve were measured, and the mass ratio on the sieve relative to the battery and the mass ratio under the sieve were determined.
In addition, the dried sieve and the sieve (recovered material) are dissolved in aqua regia by heating, and analyzed with a high-frequency inductively coupled plasma emission spectrometer (iCaP6300, manufactured by Thermo Fisher Scientific) to recover cobalt. Rate, the mixing rate of iron as an impurity, the metal content on the sieve, and the metal content under the sieve.
The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1において、分離工程に代えて、せん断式破砕機であるグッドカッター、(UG−102−10−240、氏家製作所製、刃幅10mm)を用い、焙焼物8kgを10秒間破砕した以外は、実施例1と同様にして、有価物を回収し、評価を行った。結果を表1に示す。なお、破砕は乾式で行ったため、篩分け後の乾燥は行っていない。
(Comparative Example 1)
In Example 1, instead of the separation step, a good cutter (UG-102-10-240, manufactured by Ujiie Seisakusho, blade width 10 mm), which is a shear type crusher, was used, except that 8 kg of the baked product was crushed for 10 seconds. In the same manner as in Example 1, valuable materials were collected and evaluated. The results are shown in Table 1. In addition, since crushing was performed by a dry type, drying after sieving was not performed.

(比較例2)
実施例1において、ボールミルに鉄メディア(直径30mm〜70mmの鉄球)180kgを入れた以外は、実施例1と同様にして、有価物を回収し、評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
In Example 1, valuable materials were collected and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 180 kg of iron media (iron balls having a diameter of 30 mm to 70 mm) was placed in a ball mill. The results are shown in Table 1.

表1において、コバルト(Co)回収率は、実施例、及び比較例に用いたリチウムイオン二次電池に含まれるコバルトを100%とした際の回収率である。鉄の混入率は、篩通過前の鉄の総量を100%とした場合の混入率である。篩上の金属含有量は、篩上全量に対するコバルト、鉄のそれぞれの含有量である。篩下の金属含有量は、篩下全量に対するコバルト、鉄のそれぞれの含有量である。   In Table 1, the cobalt (Co) recovery rate is the recovery rate when the cobalt contained in the lithium ion secondary batteries used in Examples and Comparative Examples is 100%. The iron mixing rate is the mixing rate when the total amount of iron before passing through the sieve is 100%. The metal content on the sieve is the content of cobalt and iron relative to the total quantity on the sieve. The metal content under the sieve is the content of cobalt and iron with respect to the total quantity under the sieve.

表1に示すように、比較例1及び比較例2では鉄製の電池ケースが粉砕され、いずれも目開き1.00mmを通過した篩下の回収物に鉄が混入した結果、比較例1では篩通過前の鉄の総量を100%とした場合の10.3%、比較例2では28.8%の鉄が目開き1.00mmの篩を通過した。このことは、コバルトなどの有価物を含有する回収物へ不純物として混入する結果となった。なお、鉄とコバルトはともに磁着物であり、コバルトを回収する際に磁力選別を行った場合、鉄とコバルト両方が磁着回収され分離が困難となる。
一方、実施例1では、有価物を含有する回収物における鉄の混入率は7.0%と非常に低く、優れていた。
また、篩上及び篩下の質量の比較から、比較例1では篩上の割合が実施例1と比較して高く、コバルトが篩上に残存していることがわかる。また、比較例2では、実施例1と比較して篩下の割合が高く、破砕し過ぎることにより、粒度の細かい破砕物が増加していることがわかる。
これらの結果から、実施例1では、粉砕し過ぎることなく、リチウムイオン二次電池の内容物であるコバルトを、主に不純物となる鉄が少ない状態で回収できている。
As shown in Table 1, the battery case made of iron was pulverized in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and both were mixed with the recovered material under the sieve that passed through an opening of 1.00 mm. 10.3% of the total amount of iron before passing was 100%, and in Comparative Example 2, 28.8% of iron passed through a sieve having an aperture of 1.00 mm. This resulted in contamination as an impurity in the recovered material containing valuable materials such as cobalt. Both iron and cobalt are magnetic deposits, and when magnetic separation is performed when cobalt is recovered, both iron and cobalt are magnetically recovered and separation becomes difficult.
On the other hand, in Example 1, the iron contamination rate in the recovered material containing valuables was very low at 7.0%, which was excellent.
Moreover, from the comparison of the mass on the sieve and under the sieve, it can be seen that in Comparative Example 1, the proportion on the sieve is higher than that in Example 1, and cobalt remains on the sieve. Moreover, in the comparative example 2, compared with Example 1, the ratio under sieving is high, and it turns out that the crushed material with a fine particle size is increasing by crushing too much.
From these results, in Example 1, cobalt that is the content of the lithium ion secondary battery can be recovered without being excessively pulverized in a state where iron that is mainly an impurity is small.

なお、図1に、実施例1における分離工程後の金属製の電池ケースの写真を示した。また、図2に、比較例1における破砕後の焙焼物の写真を示した。また、図3に、比較例2における分離工程後の金属製電池ケース、及び内容物の混合物の写真を示した。実施例1では、金属製の電池ケースは多少の凹みはあるものの、破砕、又は粉砕はされておらず、かつ内容物は、該金属製の電池ケースから抜き出されていた。一方、比較例1、及び比較例2では、金属製の電池ケースは、破砕、又は粉砕され、細かい破砕物、又は粉砕物となっていた。   FIG. 1 shows a photograph of the metal battery case after the separation step in Example 1. FIG. 2 shows a photograph of the baked product after crushing in Comparative Example 1. Moreover, the photograph of the metal battery case after the separation process in Comparative Example 2 and the mixture of the contents is shown in FIG. In Example 1, although the metal battery case had some dents, it was not crushed or crushed, and the contents were extracted from the metal battery case. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the metal battery case was crushed or pulverized to become a fine crushed material or pulverized material.

本発明のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法は、リチウムイオン二次電池からコバルトなどの有価物を高い回収率で回収でき、かつ有価物を含有する回収物への鉄の混入量が少なく、更に工程が簡単であることから、リチウムイオン二次電池からの有価物の回収に好適に用いることができる。   The method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to the present invention can recover a valuable material such as cobalt from a lithium ion secondary battery at a high recovery rate, and the amount of iron mixed in the recovered material containing the valuable material Since the process is simple and the process is simple, it can be suitably used for recovering valuable materials from lithium ion secondary batteries.

Claims (7)

金属製の電池ケース内に有価物を含むリチウムイオン二次電池を焙焼して焙焼物を得る焙焼工程と、
前記焙焼物を液体とともに前記金属製の電池ケースを破砕又は粉砕しないように撹拌し前記金属製の電池ケース内部から前記有価物を含有する内容物を分離する分離工程と、
前記分離工程により分離された前記内容物と前記金属製の電池ケースとを選別し、前記有価物を含有する回収物を得る選別工程とを含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法。
A roasting step of roasting a lithium ion secondary battery containing valuables in a metal battery case to obtain a roasted product;
A separation step of separating the contents of the roasting was stirred so as not to crush or crushing the metallic battery case together with the liquid, containing the valuable substance from the inside of the battery case made of the metal,
Screening the contents separated from the separation step and the metal battery case to obtain a recovered material containing the valuable material, and including a valuable step from the lithium ion secondary battery. Collection method of things.
有価物がコバルトである請求項1に記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法。   The method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the valuable material is cobalt. 分離工程が、メディアを用いない湿式のボールミル行われる請求項1から2のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法。 The method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the separation step is performed by a wet ball mill that does not use media . 分離工程における液体の使用量が、焙焼物1kgに対して0.5kg〜100kgである請求項1から3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法。   The method for recovering valuable materials from a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of liquid used in the separation step is 0.5 kg to 100 kg with respect to 1 kg of the roasted product. 選別工程が、篩分けにより行われる請求項1から4のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法。   The method for recovering valuable materials from a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the sorting step is performed by sieving. 篩分けで得られる篩下の回収物の粒度が、1mm以下である請求項5に記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法。   The method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to claim 5, wherein the particle size of the recovered material obtained by sieving is 1 mm or less. 請求項1から6のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池からの有価物の回収方法により得られる回収物であって、金属製の電池ケースを構成する鉄の混入率が7%以下であることを特徴とする有価物を含有する回収物。 A recovered material obtained by the method for recovering a valuable material from a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the mixing ratio of iron constituting the metal battery case is 7% or less. Collected material containing valuables characterized by
JP2010291012A 2010-12-27 2010-12-27 Method of recovering valuable material from lithium ion secondary battery and recovered material containing valuable material Active JP5651462B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010291012A JP5651462B2 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Method of recovering valuable material from lithium ion secondary battery and recovered material containing valuable material
EP11854212.5A EP2650961A1 (en) 2010-12-27 2011-12-06 Method for recovering valuable material from lithium-ion secondary battery, and recovered material containing valuable material
CN201180062915XA CN103270644A (en) 2010-12-27 2011-12-06 Method for recovering valuable material from lithium-on secondary battery, and recovered material containing valuable material
PCT/JP2011/078153 WO2012090654A1 (en) 2010-12-27 2011-12-06 Method for recovering valuable material from lithium-ion secondary battery, and recovered material containing valuable material
SG2013049135A SG191357A1 (en) 2010-12-27 2011-12-06 Method for recovering valuable material from lithium-ion secondary battery, and recovered material containing valuable material
US13/927,428 US9359659B2 (en) 2010-12-27 2013-06-26 Method for recovering valuable material from lithium-ion secondary battery, and recovered material containing valuable material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010291012A JP5651462B2 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Method of recovering valuable material from lithium ion secondary battery and recovered material containing valuable material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012138301A JP2012138301A (en) 2012-07-19
JP5651462B2 true JP5651462B2 (en) 2015-01-14

Family

ID=46382773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010291012A Active JP5651462B2 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Method of recovering valuable material from lithium ion secondary battery and recovered material containing valuable material

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9359659B2 (en)
EP (1) EP2650961A1 (en)
JP (1) JP5651462B2 (en)
CN (1) CN103270644A (en)
SG (1) SG191357A1 (en)
WO (1) WO2012090654A1 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8882007B1 (en) * 2013-11-21 2014-11-11 Retriev Technologies Incorporated Process for recovering and regenerating lithium cathode material from lithium-ion batteries
EP3486993A1 (en) * 2014-07-15 2019-05-22 Lars Walch GmbH & Co. KG Recycling method
US9614261B2 (en) * 2014-08-13 2017-04-04 Farasis Energy, Inc. Process for recycling electrode materials from lithium-ion batteries
JP6268130B2 (en) * 2015-06-11 2018-01-24 日本リサイクルセンター株式会社 Method for recovering valuable materials from lithium-ion batteries
JP6519628B2 (en) * 2017-10-23 2019-05-29 住友金属鉱山株式会社 Separation method of copper and nickel and cobalt
JP6939506B2 (en) 2017-12-18 2021-09-22 住友金属鉱山株式会社 How to separate copper from nickel and cobalt
JP6994418B2 (en) * 2018-03-28 2022-01-14 太平洋セメント株式会社 Disposal device and treatment method for waste lithium-ion batteries
JP2019186000A (en) * 2018-04-09 2019-10-24 日本磁力選鉱株式会社 Secondary battery treatment method
EP3775303A1 (en) * 2018-04-11 2021-02-17 Basf Se Process for the recovery of lithium and transition metal using heat
AU2019300253A1 (en) * 2018-07-10 2021-01-14 Basf Se Process for the recycling of spent lithium ion cells
JP7256693B2 (en) * 2019-03-04 2023-04-12 川崎重工業株式会社 Processing system for waste lithium-ion batteries
CN110085939B (en) * 2019-05-08 2022-04-05 株洲冶炼集团股份有限公司 Separation and recovery method of waste lithium iron phosphate battery positive plate
EP4059081A1 (en) * 2019-11-12 2022-09-21 Hulico LLC Battery deactivation
CN111525207B (en) * 2020-04-16 2021-10-08 宁波诺丁汉大学 Lithium ion power battery recovery method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2920810B2 (en) * 1993-06-04 1999-07-19 住友金属鉱山株式会社 Method for recovering cobalt from used lithium secondary batteries
JP3425206B2 (en) * 1994-01-20 2003-07-14 住友金属鉱山株式会社 Method for recovering valuable resources from used lithium secondary batteries
JP3443446B2 (en) * 1994-03-07 2003-09-02 住友金属鉱山株式会社 Method for recovering cobalt from used lithium secondary battery
DE4445495A1 (en) * 1994-12-20 1996-06-27 Varta Batterie Process for the recovery of metals from used nickel-metal hydride accumulators
JP4608773B2 (en) * 2000-12-12 2011-01-12 住友金属鉱山株式会社 Method of recovering valuable metals from used nickel metal hydride secondary batteries
JP2004342524A (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd Impurity removal method and device of negative electrode alloy obtained from waste secondary battery
CN1262042C (en) * 2004-06-09 2006-06-28 南开大学 Method for regenerating anode materials of waste lithium ion secondary battery
JP4892925B2 (en) * 2005-10-25 2012-03-07 住友金属鉱山株式会社 Method for recovering valuable metals from lithium-ion batteries
CN100449011C (en) * 2007-05-18 2009-01-07 北京矿冶研究总院 Method for recovering valuable metal in invalid lithium ion battery
JP5259231B2 (en) * 2008-04-03 2013-08-07 日本磁力選鉱株式会社 Method for recovering valuable metals from waste wires
JP5139167B2 (en) * 2008-06-19 2013-02-06 トヨタ自動車株式会社 Battery pack recycling method and battery pack recycling apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
SG191357A1 (en) 2013-08-30
US9359659B2 (en) 2016-06-07
JP2012138301A (en) 2012-07-19
WO2012090654A1 (en) 2012-07-05
CN103270644A (en) 2013-08-28
US20130287621A1 (en) 2013-10-31
EP2650961A1 (en) 2013-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5651462B2 (en) Method of recovering valuable material from lithium ion secondary battery and recovered material containing valuable material
JP2012079630A (en) Recovery method of valuables from lithium ion secondary battery and recovered material having valuables
JP6198027B1 (en) How to recover valuable materials from used lithium ion batteries
JP6650806B2 (en) Method of recovering valuable resources from lithium ion secondary batteries
JP6748274B2 (en) How to recover valuables from lithium-ion secondary batteries
JP5535717B2 (en) Lithium recovery method
JP6840512B2 (en) How to recover valuables from lithium-ion secondary batteries
WO2013051305A1 (en) Method for recovering valuable materials from lithium ion secondary cells
US11482737B2 (en) Method for recovering valuable material from lithium ion secondary battery
KR100358528B1 (en) recycling method of lithium ion secondary battery
JP6676124B1 (en) Method of recovering valuable resources from lithium ion secondary batteries
JP3443446B2 (en) Method for recovering cobalt from used lithium secondary battery
JP2003272720A (en) Recovery method for lithium cobaltate
JP2019153561A (en) Method for processing lithium ion battery waste
JP6100991B2 (en) Method for recovering valuable material from positive electrode of lithium ion secondary battery
JP7103293B2 (en) How to recover valuable metals
JPH08287967A (en) Method of recovering cobalt, copper, and lithium from used lithium secondary battery
EP3836288B1 (en) Method for recovering valuable material from lithium ion secondary battery
EP3832781A1 (en) Method for recovering valuable material from lithium ion secondary battery
JP7220340B1 (en) METHOD FOR RECOVERING METAL FROM LITHIUM-ION BATTERY
WO2022249615A1 (en) Sorting method for valuable materials
WO2023243385A1 (en) Recycled positive electrode material, method for producing same, method for using recycled positive electrode material, recycled positive electrode, and lithium ion secondary battery
JP2023183355A (en) Recycled cathode material and manufacturing method thereof, method of using recycled cathode material, recycled cathode, and lithium ion secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140819

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141002

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5651462

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250